EP0411379A1 - Drafting arrangement with controlled driving groups - Google Patents
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- EP0411379A1 EP0411379A1 EP90113606A EP90113606A EP0411379A1 EP 0411379 A1 EP0411379 A1 EP 0411379A1 EP 90113606 A EP90113606 A EP 90113606A EP 90113606 A EP90113606 A EP 90113606A EP 0411379 A1 EP0411379 A1 EP 0411379A1
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- drive
- drafting
- control
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01H—SPINNING OR TWISTING
- D01H5/00—Drafting machines or arrangements ; Threading of roving into drafting machine
- D01H5/18—Drafting machines or arrangements without fallers or like pinned bars
- D01H5/32—Regulating or varying draft
- D01H5/38—Regulating or varying draft in response to irregularities in material ; Measuring irregularities
Definitions
- the invention lies in the field of the textile industry and relates to a line with a main and at least one auxiliary control and to a method for operating a drafting system according to the preambles of claims 1 and 6, respectively
- Figure 1 shows a schematic representation of an embodiment of the route.
- Several slivers 15.1-15.6, six in the example, are combined side by side to form a loose fleece and passed through several roller systems 1-6. Because the circumferential speed of the rollers increases in two stages in the direction of transport of the fiber material, it is pre-drawn over the first stage (pre-drafting) and further drawn over the second to the desired cross-section (main drafting).
- the fleece 18 emerging from the route is thinner than the fleece of the fed strips 15.1-15.6 and correspondingly longer. Because the warping processes can be regulated as a function of the cross-section of the fed strips, the strips or the fleece are made more uniform as they pass through the line, i.e.
- the cross-section of the emerging fleece is more uniform than the cross-section of the fed fleece or Tapes.
- the present route has a pre-drafting area 11 and a main drafting area 12.
- the invention can also be used in an analogous manner in connection with routes with only one or more than two delay areas.
- the belts 15.1-15.6 are fed into the line by two systems 1 and 2 of conveyor rollers.
- a first system 1 consists, for example, of two rollers 1.1 and 1.2, between which the infeed belts 15.1-15.6, which are combined to form a looser fleece, are transported.
- a roller system 2 follows in the direction of transport of the strips, which is shown here an active conveyor roller 2.1 and two passive conveyor rollers 2.2, 2.3.
- the fed tapes 15.1-15.6 are brought together to form a fleece 16.
- the two roller systems 1 and 2 of the feed are followed in the transport direction of the nonwoven 16 by a third system 3 of pre-drawing rollers 3.1 and 3.2, between which the nonwoven is transported on.
- the peripheral speed v3 of the pre-drafting rollers is higher than that of the intake rollers v1, v2, so that the fleece 16 is stretched in the pre-drafting area 11 between the intake rollers 2 and the pre-drafting rollers 3, its cross section being reduced.
- the pre-drawn rolls 3 are followed by a further system 4 of an active conveying roll 4.1 and two passive conveying rolls 4.2, 4.3 for further transport of the non-woven.
- the peripheral speed v4 of the conveyor rollers 4 for further transport is the same as v3 of the pre-drawing rollers 3rd
- the roller system for further transport 4 is followed by a fifth system 5 of main drafting rollers 5.1 and 5.2 in the transport direction of the fleece 17.
- the main drafting rollers in turn have a higher surface speed v5 than the preceding transport rollers, so that the pre-drawn fleece 17 between the transport rollers 4 and the main drafting rollers 5 in the main drafting area 12 continues to be finished Fleece 18 is warped, the fleece 18 is brought together via a funnel T to form a band.
- the roller systems 1, 2 and 4 are driven by a first servo motor 7.1 via a gear, preferably via a toothed belt.
- the pre-drawing rollers 3 are mechanically coupled to the roller system 4, it being possible for the translation to be adjustable or for a target value to be predetermined.
- the gear (not visible on the figure) determines the ratio of the peripheral speeds of the inlet rollers (v in ) and the peripheral speed v3 of the pre-drafting rollers 3.1.3.2, hence the pre-drafting ratio.
- the roller systems 5 and 6 are in turn driven by a servo motor 7.2.
- the inlet rollers 1.1, 1.2 can also be driven by the first servo motor 7.1 or optionally by an independent motor 7.3.
- the two servomotors 7.1 and 7.2 each have their own controller 8.1 or 8.2.
- the regulation takes place via a closed control loop 8.a, 8.b or 8.c, 8.d.
- the actual value of one servo motor can be transmitted to the other servo motor in one or both directions via a control connection 8.e so that everyone can react accordingly to deviations from the other.
- the total cross-section of the strips 15.1-15.6 fed in is measured at the inlet of the line by an inlet measuring element 9.1.
- the cross section of the emerging strip 16 is then measured by an outlet measuring element 9.2.
- a central computer unit 10 transmits an initial setting of the target size for the first drive via 10.a to the first controller 8.1.
- the measured variables of the two measuring elements 9.1, 9.2 are continuously transmitted to the central computer unit via the connections 9.a and 9.b during the stretching process.
- the setpoint for the servo motor 8.2 is determined in the central computer unit and any other elements using the method according to the invention. This setpoint is continuously given to the second controller 8.2 via 10.b.
- the two servomotors 7.1 and 7.2 serve as the main drive.
- the servo motor 7.1 drives the roller system 1 of the inlet and the system 4 of conveyor rollers, the latter following the advance section.
- the pair of pre-drawing rollers 3 is mechanically coupled to the roller system 4 and is therefore also driven by the servo motor 7.1.
- the pair of rollers 1 at the inlet is ent neither driven by the servo motor 7.1 via an intermediate drive 7.3 (gearbox) or can be driven by an independent servo motor 7.3 in another embodiment variant of the track drive.
- the servo motor 7.2 drives the pair of main drafting rollers 5 directly.
- the funnel wheel pair 6 is also driven by the servo motor 7.2 via a gear 7.4.
- the can 13 is driven at the outlet of the drafting system either via an intermediate drive 7.5 (gearbox) driven by the servo motor 7.2 or in another embodiment variant of the drafting system by means of an independent drive motor 7.5.
- the drive concept is based on the fact that at least one drive group within the route is driven independently by a motor.
- One motor is provided for each independent drive group of a warpage or, if required, a conveyor or transport section or other process-linked work stations; in the example shown, there are two of them, namely the motors 7.1, 7.2 of the pre-drafting area 11 and the main drafting area 12.
- faults caused by the drives can be compensated for as part of the overall system control, ie the main control.
- auxiliary units controlled by means of controllers 8.1, 8.2 can be used in various main control concepts.
- the drive of the drafting system is controlled on two levels, a superordinate main control 9.a, 9.b, 10.a, 10.b, in which the central computer unit 10 takes over an essential function, and at least one subordinate auxiliary control 8.2 for the main delay area.
- two controllers 8.1 and 8.2 are provided for the auxiliary control of both the main delay area (including the run-out area) and the advance area (including the lead-in area).
- Any additional controllers 8.3, 8.5 can also be provided in the design variants already mentioned, which are shown here in dashed lines.
- Position controllers are preferably used in connection with the two servomotors, which can be designed, for example, as brushless DC motors.
- the meshed control with a main and at least one auxiliary control relieves the load on the central computer unit 10 and reduces the risk of large strokes occurring in the main control.
- the main control 9.a, 9.b, 10.a, 10.b delivers setpoints, for example speed setpoints, via 10.a or 10.b to the main drive motors 7.1 or 7.2, which are made up of the set cross-section of the emerging belt and out the measured actual cross sections of the fed-in belt or the fed-in belts 9.a and the emerging belt 9.b are calculated. Depending on the configuration of the control, further parameters can be taken into account.
- the speeds of the individual drive motors 7.1 and 7.2 are set in closed position control loops 8.a, 8.b and 8.c, 8.d (in the design variants) by means of auxiliary controls 8.a-8.k. also 8.f, 8.g and 8.i, 8.j) to those of the required setpoints. Differences between the actual and target values of the motor speeds are transmitted between the position controllers 8.1, 8.2 via a control connection 8.e (possibly also 8.k and 8.h).
- a deviation outside the control range of the relevant controller 8.1 or 8.2 (possibly also 8.3 or 8.5) between the setpoint and actual value of the speed of the motor in question and the position controllers of the other motors can be compensated for by appropriate corrections in the Setpoints for the speeds of the other motors.
- corresponding returns to the central computer unit 10 can be provided. In a preferred embodiment, this correction takes place internally in the corresponding controllers.
- the drive motors which determine the distortion, form a position-controlled drive system with their respective control loops.
- each motor can be provided with an encoder or a resolver, which gives the angular position of the drive shaft to the position control for this motor at any time with predetermined accuracy as an actual value.
- the control of the route can be mutually coordinated via these position control loops, the angular positions of the motor shafts and thus the rollers of the drafting system driven by them.
- Such a drive system enables much better warping accuracy than can be achieved with speed-controlled motors.
- the use of position controllers as an auxiliary controller has the advantage that the controller is guaranteed even when the motor is at a standstill.
- auxiliary controller not a speed controller
- the invention does not exclude the use of speed-controlled motors for the individual warp-determining rollers, since such motors also enable a significant improvement over the prior art.
- Position regulators are used as regulators in the context of the auxiliary regulation, since they also guarantee regulation when the motor is at a standstill.
- the corresponding controllers 8.1, 8.2 can contain separate computer units (for example with digital signal processors or microprocessors) or can also be designed as a module of the central computer unit 10.
- a drive group is understood to mean a unit that contains at least one motor, including the rollers or guide or transport rollers driven by it.
- Such a drive group represents, for example, in the exemplary embodiment according to FIG. 2, the group 7.2, 7.4, 7.5, 5 and 6 containing the motor 7.2.
- a preferred embodiment of the route provides a digital synchronization control of the drive groups for the nominal settings.
- a drive group serves as the master drive. The control of a drive group can then be achieved by changing the nominal setting.
- the drive system according to the invention enables meshed control and thus uses the improved time dependency.
- the control connections 8.e, 8.h, 8.k also enable shorter system response times. Divergences of the drive systems do not have to be detected via a closed main control circuit with a corresponding dead time.
- Such a separate regulation of each drive group also has significant advantages, in particular when several warpage regions are provided, of which, however, only or a part of or should be regulated. Those areas with constant warping can be operated by simply specifying the setpoint, without the need for regulation by the main regulation.
- the control principle according to the invention ensures very good evenness even in the event of unforeseen changes in the operating conditions. Both short-term disruptions and slow changes can be optimally compensated within the scope of this regulation.
- the manipulated variable determined by a main control here for example for the main delay, serves as an input variable for the corresponding controller 8.2.
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Abstract
Description
Die Erfindung liegt im Bereich der Textilindustrie und bezieht sich auf eine Strecke mit einer Haupt- und mindestens einer Hilfsregelung und auf ein Verfahren zum Betrieb eines Streckwerkes gemäss den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 6The invention lies in the field of the textile industry and relates to a line with a main and at least one auxiliary control and to a method for operating a drafting system according to the preambles of
Zum Vergleichmässigen von Faserbandern sind verschiedene Einrichtungen und Regelungen bekannt, die auf dem Prinzip des Verzugs der Bänder beruhen. In der Regel werden die Bander doubliert in einem zweistufigen Verzugsprozess, einem Vor- und einem Hauptverzug, vergleichmässigt. Im Rahmen des Verzugsprozesses, bei dem üblicherweise mehrere Bander gleichzeitig doubliert werden, wird die Herstellung eines möglichst homogenen Faserbandes angestrebt. In den entsprechenden Streckwerken fallen eingangsseitig mit Unregelmässigkeiten bzw. Störungen behafteten Bänder an, die ausgangsseitig zu einem Band mit möglichst gleichmässigen, vorgegebenen Querschnitt zusammengeführt sein sollen. Dieses Erfordernis bedingt eine Regelung des Streckprozesses. Zum Stand der Technik gehören verschiedenste Antriebsanordnungen sowie Regel- und Steuereinrichtungen, die sich diesem Problem annehmen.Various devices and regulations are known for the uniformity of fiber tapes, which are based on the principle of warping the tapes. As a rule, the bands are doubled in a two-stage drafting process, a preliminary and a main default. In the course of the drafting process, in which several tapes are usually doubled at the same time, the aim is to produce a fiber tape that is as homogeneous as possible. In the corresponding drafting systems, there are belts with irregularities or faults on the input side, which should be merged on the output side into a belt with a predetermined cross-section that is as uniform as possible. This requirement requires regulation of the stretching process. The state of the art includes a wide variety of drive arrangements and regulating and control devices that address this problem.
Probleme ergeben sich aus der bisherigen Ausgestaltung der Antriebsanordnungen und -vorrichtungen. Die durch die Antriebe verusachten Störungen und Schwankungen wurden durch die bekannten Regelungen zwar berücksichtigt. Allerdings zeigt sich, dass die Berücksichtigung der entsprechenden Störungen im Rahmen einer einzigen Haupt- bzw. Gesamtregelung eine Kompensation sehr grosser Regelbereiche erforderte, was herkömliche Vorrichtungen überforderte. Gleichzeitig liegt ein Nachteil darin, dass die gesamte Rechenlast konzentriert wurde und Zeitabhängigkeiten der Regelung nicht optimiert wurden.Problems arise from the previous design of the drive arrangements and devices. The faults and fluctuations caused by the drives were taken into account by the known regulations. However, it turns out that the consideration of the corresponding disturbances within the scope of a single main or overall control required a compensation of very large control ranges, which overwhelmed conventional devices. At the same time, there is a disadvantage that the entire computing load has been concentrated and the time dependencies of the control have not been optimized.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Strecke und ein Verfahren zum Betrieb einer Strecke zu schaffen, welche obige Nachteile vermeidet und nach Einstellung der Führungsgrössen für die Regelung einen automatisierten Prozessablauf mit optimierter Vergleichmässigung des Bandes erlauben.It is therefore an object of the invention to provide a route and a method for operating a route which avoids the above disadvantages and, after setting the reference variables for the control, permit an automated process sequence with optimized smoothing of the belt.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 bzw. 6 genannten Merkmale gelöst.This object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of
Anhand der folgenden Figuren ist das erfindungsgmässe Verfahren und ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung näher erläutert.
- Fig. 1 zeigt ein Streckwerk mit einem Vor- und Hauptverzugsabschnitt und den prinzipiellen Messeinrichtungen.
- Fig. 2 zeigt eine Übersicht über die erfindungsgemässe Antriebsanordnung und den entsprechenden Reglern.
- Fig. 1 shows a drafting system with a preliminary and main drafting section and the basic measuring devices.
- 2 shows an overview of the drive arrangement according to the invention and the corresponding controllers.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles der Strecke. Mehrere Faserbänder 15.1-15.6, im Beispiel deren sechs, werden nebeneinander zu einem lockeren Vlies zusammengefasst und durch mehrere Walzensysteme 1-6 geführt. Dadurch, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen in Transportrichtung des Fasermaterials in zwei Stufen zunimmt, wird dieses über die erste Stufe vorverzogen (Vorverzug), über die zweite zum gewünschten Querschnitt weiter verzogen (Hauptverzug). Das aus der Strecke austretende Vlies 18 ist dünner als das Vlies der eingespeisten Bänder 15.1-15.6 und entsprechend länger. Dadurch, dass die Verzugsvorgänge in Abhängigkeit des Querschnittes der eingespeisten Bänder geregelt werden können, werden die Bänder bzw. das Vlies während seinem Durchgang durch die Strecke vergleichmässigt, das heisst, der Querschnitt des austretenden Vlieses ist gleichmässiger als der Querschnitt des eingespeisten Vlieses bzw. der Bänder. Die vorliegende Strecke weist einen Vorverzugsbereich 11 und einen Hauptverzugsbereich 12 auf. Selbstverständlich kann die Erfindung auch im Zusammenhang mit Strecken mit nur einem oder mehr als zwei Verzugsbereichen in analoger Weise eingesetzt werden.Figure 1 shows a schematic representation of an embodiment of the route. Several slivers 15.1-15.6, six in the example, are combined side by side to form a loose fleece and passed through several roller systems 1-6. Because the circumferential speed of the rollers increases in two stages in the direction of transport of the fiber material, it is pre-drawn over the first stage (pre-drafting) and further drawn over the second to the desired cross-section (main drafting). The fleece 18 emerging from the route is thinner than the fleece of the fed strips 15.1-15.6 and correspondingly longer. Because the warping processes can be regulated as a function of the cross-section of the fed strips, the strips or the fleece are made more uniform as they pass through the line, i.e. the cross-section of the emerging fleece is more uniform than the cross-section of the fed fleece or Tapes. The present route has a pre-drafting area 11 and a
Die Bänder 15.1-15.6 werden durch zwei Systeme 1 und 2 von Förderwalzen in die Strecke eingespeist. Ein erstes System 1 besteht z.B. aus zwei Walzen 1.1 und 1.2, zwischen denen die eingespeisten und zu einem lokkeren Vlies zusammengefassten Bänder 15.1-15.6 transportiert werden. In Transportrichtung der Bänder folgt ein Walzensystem 2, das hier aus einer aktiven Förderwalze 2.1 und zwei passiven Förderwalzen 2.2, 2.3 besteht. Während der Einspeisung durch die Walzensysteme 1 und 2 werden die eingespeisten Bänder 15.1-15.6 nebeneinander zu einem Vlies 16 zusammengeführt. Die Umfangsgeschwindigkeiten v₁ und v₂ (= vin) aller salzen der beiden Walzensysteme 1 und 2 der Einspeisung sind gleich gross, sodass die Dicke des Vlieses 16 im wesentlichen der Dicke der eingespeisten Bänder 15.1-15.6 entspricht.The belts 15.1-15.6 are fed into the line by two
Auf die beiden Walzensysteme 1 und 2 der Einspeisung folgt in Transportrichtung des Vlieses 16 ein drittes System 3 von Vorverzugswalzen 3.1 und 3.2, zwischen denen das Vlies weitertransportiert wird. Die Umfangsgeschwindigkeit v₃ der Vorverzugswalzen ist höher als diejenige der Einlaufwalzen v₁,v₂, sodass das Vlies 16 im Vorverzugsbereich 11 zwischen den Einlaufwalzen 2 und den Vorverzugswalzen 3 verstreckt wird, wobei sich sein Querschnitt verringert. Gleichzeitig entsteht aus dem lockeren Vlies 16 der eingespeisten Bänder ein vorverzogenes Vlies 17. Auf die Vorverzugswalzen 3 folgt ein weiteres System 4 von einer aktiven Förderwalze 4.1 und zwei passiven Förderwalzen 4.2, 4.3 zum Weitertransport des Vlieses. Die Umfangsgeschwindigkeit v₄ der Förderwalzen 4 zum Weitertransport ist dieselbe wie v₃ der Vorverzugswalzen 3.The two
Auf das Walzensystem zum Weitertransport 4 folgt in Transportrichtung des Vlieses 17 ein fünftes System 5 von Hauptverzugswalzen 5.1 und 5.2. Die Hauptverzugsgswalzen haben wiederum eine höhere Oberflächengeschwindigkeit v₅ als die vorangehenden Transportwalzen, so dass das vorverzogene Vlies 17 zwischen den Transportwalzen 4 und den Hauptverzugswalzen 5 im Hauptverzugsbereich 12 weiter zum fertig verzogenen Vlies 18 verzogen wird, wobei das Vlies 18 über einen Trichter T zu einem Band zusammengeführt wird.The roller system for
Zwischen einem Paar 6 von Auslaufwalzen 6.1, 6.2, deren Umfangsgeschwindigkeit v₆ (= vout) gleich ist wie diejenige der vorangehenden Hauptverzugswalzen (v₅) wird das fertig verstreckte Band 18 aus der Strecke weggeführt und bspw. in rotierende Kannen 13 abgelegt.Between a pair 6 of outlet rollers 6.1, 6.2, the circumferential speed v = (= v out ) of which is the same as that of the preceding main drafting rollers (v₅), the finished stretched belt 18 is led out of the line and placed, for example, in rotating
Die Walzensysteme 1, 2 und 4 werden von einem ersten Servomotor 7.1 über ein Getriebe, vorzugsweise über Zahnriemen, angetrieben. Die Vorverzugswalzen 3 sind mechanisch mit dem Walzensystem 4 gekoppelt, wobei die Übersetzung einstellbar sein kann bzw. ein Sollwert vorgebbar ist. Das Getriebe (auf der Figur nicht sichtbar) bestimmt das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der Einlaufwalzen (vin) und der Umfangsgeschwindigkeit v₃ der Vorverzugswalzen 3.1,3.2, mithin das Vorverzugsverhältnis.The
Die Walzensysteme 5 und 6 werden ihrerseits von einem Servomotor 7.2 angetrieben. Die Einlaufwalzen 1.1, 1.2 können ebenfalls über den ersten Servomotor 7.1 oder optional über einen unabhängigen Motor 7.3 angetrieben sein. Die beiden Servomotoren 7.1 und 7.2 verfügen erfindungsgemäss je über einen eigenen Regler 8.1 bzw. 8.2. Die Regelung erfolgt je über einen geschlossenen Regelkreis 8.a, 8.b bzw. 8.c, 8.d. Zudem kann der Ist-Wert des einen Servomotors dem anderen Servomotor in einer oder in beiden Richtungen über eine Kontrollverbindung 8.e übermittelt werden, damit jeder auf Abweichungen des anderen entsprechend reagieren kann.The
Am Einlauf der Strecke wird der Gesamt-Querschnitt der eingespeisten Bänder 15.1-15.6 von einem Einlaufmessorgan 9.1 gemessen. Am Austritt der Strecke wird der Querschnitt des austretenden Bandes 16 dann von einem Auslaufmessorgan 9.2 gemessen.The total cross-section of the strips 15.1-15.6 fed in is measured at the inlet of the line by an inlet measuring element 9.1. At the exit of the line, the cross section of the emerging
Eine zentrale Rechnereinheit 10 übermittelt eine initiale Einstellung der Sollgrösse für den ersten Antrieb via 10.a an den ersten Regler 8.1. Die Messgrössen der beiden Messorgane 9.1, 9.2 werden während des Streckprozesses via die Verbindungen 9.a und 9.b dauernd an die zentrale Rechnereinheit übermittelt. Aus diesen Messresultaten und aus dem Sollwert für den Querschnitt des austretenden Bandes 18 wird in der zentralen Rechnereinheit und allfälligen weiteren Elementen mittels dem erfindungsgemässen Verfahren der Sollwert für den Servomotor 8.2 bestimmt. Dieser Sollwert wird via 10.b dauernd an den zweiten Regler 8.2 vorgegeben. Mit Hilfe dieses Regelsystems können Schwankungen im Querschnitt der eingespeisten Bänder 15.1-15.6 durch entsprechende Regelung des Hauptverzugsvorganges kompensiert bzw. eine Vergleichmässigung des Bandes erreicht werden.A
Anhand von Figur 2 wird das erfindungsgemässe Antriebskonzept mit seiner Regelung noch näher erläutert. Als Hauptantrieb dienen vorliegend die beiden Servomotoren 7.1 und 7.2. Der Servomotor 7.1 treibt das Walzensystem 1 des Einlaufs und das System 4 von Förderwalzen an, welches letztere auf den Vorverzugsabschnitt folgt. Das Vorverzugswalzenpaar 3 ist mechanisch mit dem Walzensystem 4 gekoppelt, wird also ebenfalls vom Servomotor 7.1 angetrieben. Das Walzenpaar 1 am Einlauf wird ent weder über einen Zwischenantrieb 7.3 (Getriebe) vom Servomotor 7.1 angetrieben oder kann in einer anderen Ausführungsvariante des Strekkenantriebes von einem unabhängigen Servomotor 7.3 angetrieben sein. Der Servomotor 7.2 treibt das Hauptverzugswalzenpaar 5 direkt an. Über ein Getriebe 7.4 wird vom Servomotor 7.2 auch das Trichterradpaar 6 angetrieben. Der Antrieb der Kanne 13 am Ausgang des Streckwerkes erfolgt entweder über einen vom Servomotor 7.2 angetriebenen Zwischenantrieb 7.5 (Getriebe) oder in einer anderen Ausführungsvariante des Streckwerkes mittels eines unabhängigen Antriebsmotors 7.5.The drive concept according to the invention with its regulation is explained in more detail with reference to FIG. In the present case, the two servomotors 7.1 and 7.2 serve as the main drive. The servo motor 7.1 drives the
Das Antriebskonzept basiert darauf, dass mindestens eine Antriebsgruppe innerhalb der Strecke unabhängig durch einen Motor angetrieben ist. Für jede unabhängige Antriebsgruppe eines Verzugsbereiches oder nach Bedarf auch eines Förder- oder Transportabschnittes oder anderer prozessmässig gekoppelter Arbeitsstationen je ein Motor vorgesehen; im dargestellten Beispiel sind dies deren zwei, nämlich die Motoren 7.1, 7.2 des Vorverzugsbereichs 11 und des Hauptverzugsbereichs 12. Grundsätzlich können Störungen, die durch die Antriebe verursacht werden, im Rahmen der Gesamtsystemregelung, d.h. der Hauptregelung, kompensiert werden. Es erweist sich jedoch im Sinne der Erfindung als vorteilhaft, jede Antriebsgruppe für sich zu regeln, d.h. eine vermaschte Regelung mit entsprechenden Reglern 8.1, 8.2 vorzusehen. Massgeblich ist insbesondere die Tatsache, dass die auftretenden Regelabweichungen des Gesamtsystems vorteilhaft beeinflusst und bessere Zeitabhängigkeiten geschaffen werden, bzw. allfällige Störungen vorkompensiert werden. Solche mittels Reglern 8.1, 8.2 hilfsgeregelte Antriebseinheiten können in verschiedenen Hauptregelkonzepten eingesetzt werden.The drive concept is based on the fact that at least one drive group within the route is driven independently by a motor. One motor is provided for each independent drive group of a warpage or, if required, a conveyor or transport section or other process-linked work stations; in the example shown, there are two of them, namely the motors 7.1, 7.2 of the pre-drafting area 11 and the
Der Antrieb des Streckwerkes wird auf zwei Ebenen geregelt, einer übergeordneten Hauptregelung 9.a, 9.b, 10.a, 10.b, in der die zentrale Rechnereinheit 10 eine wesentliche Funktion übernimmt, und mindestens einer untergeordneten Hilfsregelung 8.2 für den Hauptverzugsbereich. Vorliegend sind für die Hilfsregelung sowohl des Hauptverzugsbereichs (inklusive Auslaufbereich) als auch des Vorverzugsbereich (inklusive Einlaufbereich) zwei Regler 8.1 und 8.2 vorgesehen. In den bereits erwähnten Ausführungsvarianten können auch allfällige zusätzliche Regler 8.3, 8.5 vorgesehen werden, die hier gestrichelt dargestellt sind. Vorzugsweise werden im Zusammenhang mit den beiden Servomotoren, die bspw. als bürstenlose Gleichstrommotoren ausgestaltet sein können, Positionsregler verwendet. Durch die vermaschte Regelung mit einer Haupt- und mindestens einer Hilfsregelung wird die zentrale Rechnereinheit 10 entlastet und die Gefahr des Auftretens grosser Hübe bei der Hauptregelung reduziert.The drive of the drafting system is controlled on two levels, a superordinate main control 9.a, 9.b, 10.a, 10.b, in which the
Die Hauptregelung 9.a, 9.b, 10.a, 10.b liefert Sollwerte, bspw. Geschwindigkeitssollwerte, via 10.a bzw. 10.b an die Hauptantriebsmotoren 7.1 bzw. 7.2, die aus dem Sollquerschnitt des austretenden Bandes und aus den gemessenen Ist-Querschnitten des eingespeisten Bandes bzw. der eingespeisten Bänder 9.a und des austretenden Bandes 9.b berechnet werden. Je nach Ausgestaltung der Regelung können weitere Paramter berücksichtigt werden.The main control 9.a, 9.b, 10.a, 10.b delivers setpoints, for example speed setpoints, via 10.a or 10.b to the main drive motors 7.1 or 7.2, which are made up of the set cross-section of the emerging belt and out the measured actual cross sections of the fed-in belt or the fed-in belts 9.a and the emerging belt 9.b are calculated. Depending on the configuration of the control, further parameters can be taken into account.
Mittels den Hilfsregelungen 8.a-8.k werden die Geschwindigkeiten der einzelnen Antriebsmotoren 7.1 und 7.2 (für die Ausführungsvarianten auch 7.3 und 7.5) in geschlossenen Positionsregelkreisen 8.a, 8.b und 8.c, 8.d (in den Ausführungsvarianten auch 8.f, 8.g und 8.i, 8.j) auf die von der oberen Regulierungsebene geforderten Sollwerte geregelt. Differenzen zwischen Ist- und Sollwerten der Motorengeschwindigkeiten werden zwischen den Positionsreglern 8.1, 8.2 via einer Kontrollverbindung 8.e übermittelt (evt. auch 8.k und 8.h). Es kann vorgesehen werden, dass eine ausserhalb des Regelbereiches des betreffenden Reglers 8.1 oder 8.2 (evt. auch 8.3 oder 8.5) liegende Abweichung zwischen Soll- und Istwert der Geschwindigkeit des betreffenden Motores von den Positionsreglern der anderen Motoren kompensiert werden kann durch entsprechende Korrekturen in den Sollwerten für die Geschwindigkeiten der anderen Motoren. Diesfalls können entsprechende Rückführungen zur zentralen Rechnereinheit 10 vorgesehen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt diese Korrektur intern in den entsprechenden Reglern.The speeds of the individual drive motors 7.1 and 7.2 (for the design variants also 7.3 and 7.5) are set in closed position control loops 8.a, 8.b and 8.c, 8.d (in the design variants) by means of auxiliary controls 8.a-8.k. also 8.f, 8.g and 8.i, 8.j) to those of the required setpoints. Differences between the actual and target values of the motor speeds are transmitted between the position controllers 8.1, 8.2 via a control connection 8.e (possibly also 8.k and 8.h). It can be provided that a deviation outside the control range of the relevant controller 8.1 or 8.2 (possibly also 8.3 or 8.5) between the setpoint and actual value of the speed of the motor in question and the position controllers of the other motors can be compensated for by appropriate corrections in the Setpoints for the speeds of the other motors. In this case, corresponding returns to the
Die Antriebsmotoren, welche die Verzüge bestimmen, bilden mit ihren jeweiligen Regelkreisen je ein positiongeregeltes Antriebssystem. Dazu kann jeder Motor mit einem Encoder bzw. mit einem Resolver versehen sein, der die Winkelposition der Antriebswelle jederzeit mit vorbestimmter Genauigkeit als Ist-Wert an die Positionsregelung für diesen Motor gibt. Die Steuerung der Strecke kann über diese Positionsregelkreise die Winkelstellungen der Motorwellen und damit der von ihnen angetriebenen Walzen des Streckwerkes gegenseitig abgestimmt werden.The drive motors, which determine the distortion, form a position-controlled drive system with their respective control loops. For this purpose, each motor can be provided with an encoder or a resolver, which gives the angular position of the drive shaft to the position control for this motor at any time with predetermined accuracy as an actual value. The control of the route can be mutually coordinated via these position control loops, the angular positions of the motor shafts and thus the rollers of the drafting system driven by them.
Ein solches Antriebssystem ermöglicht eine wesentlich bessere Verzugsgenauigkeit, als es durch drehzahlgeregelte Motoren erreichbar ist. Gleichzeitig bietet die Verwendung von Positionsreglern als Hilfsregelung (nicht Drehzahlregler) den Vorteil, dass auch im Falle eines Stillstandes des Motors die Regelung gewährleistet ist. Beim Hochlauf bzw. Auslauf der Strecke zeigen sich Vorteile, da eine wesentlich bessere Regelgenauigkeit bei niedrigen Drehzahlen bis zum Stillstand möglich sind.Such a drive system enables much better warping accuracy than can be achieved with speed-controlled motors. At the same time, the use of position controllers as an auxiliary controller (not a speed controller) has the advantage that the controller is guaranteed even when the motor is at a standstill. During start-up or run-down There are advantages to the route, since a much better control accuracy is possible at low speeds up to a standstill.
Die Erfindung schliesst aber die Verwendung von drehzahlgeregelten Motoren für die einzelnen verzugbestimmenden Walzen nicht aus, da solche Motoren auch eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik ermöglichen.However, the invention does not exclude the use of speed-controlled motors for the individual warp-determining rollers, since such motors also enable a significant improvement over the prior art.
Als Regler werden im Rahmen der Hilfsregelung Positionsregler (nicht Drehzahlregler) eingesetzt, da diese auch im Falle eines Stillstandes des Motors die Regelung gewährleisten. Die entsprechenden Regler 8.1, 8.2 (oder allfällige weitere Regler im Rahmen der Ausführungsvarianten) können separate Rechnereinheiten (bspw. mit digitalen Signalprozessoren oder Mikroprozessoren) enthalten oder aber auch als Modul der zentralen Rechnereinheit 10 ausgeführt sein.Position regulators (not speed regulators) are used as regulators in the context of the auxiliary regulation, since they also guarantee regulation when the motor is at a standstill. The corresponding controllers 8.1, 8.2 (or any other controllers within the scope of the design variants) can contain separate computer units (for example with digital signal processors or microprocessors) or can also be designed as a module of the
Die Erfindungsidee geht somit davon aus, unabhängige Antriebseinheiten bzw. -gruppen der Strecke separat zu regeln. Als Antriebsgruppe wird dabei eine Einheit verstanden, die mindestens einen Motor enhält, inklusive der durch diesen angetriebenen Walzen bzw. Führungs- oder Transportrollen. Eine solche Antriebsgruppe stellt bspw. im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 die den Motor 7.2 enthaltende Gruppe 7.2, 7.4, 7.5, 5 und 6 dar. Eine bevorzugte Ausführungsform der Strecke sieht eine digitale Gleichlaufsteuerung der Antriebsgruppen für die Nominaleinstellungen vor. Dabei dient eine Antriebsgruppe als Leitantrieb. Die Regelung einer Antriebsgruppe kann dann durch Änderung der Nominaleinstellung erreicht werden.The idea of the invention is therefore based on separately controlling independent drive units or groups of the route. A drive group is understood to mean a unit that contains at least one motor, including the rollers or guide or transport rollers driven by it. Such a drive group represents, for example, in the exemplary embodiment according to FIG. 2, the group 7.2, 7.4, 7.5, 5 and 6 containing the motor 7.2. A preferred embodiment of the route provides a digital synchronization control of the drive groups for the nominal settings. A drive group serves as the master drive. The control of a drive group can then be achieved by changing the nominal setting.
Dadurch wird es möglich, dass aus dem Gesamtregelsystem nur der Sollwert für die Stellgrösse, das heisst den Wert oder eine Korrekturgrösse für den Verzug vorzugeben. Daneben ist zu berücksichtigen, dass die Hauptregelung gemäss der Erfindung sowohl kurzzeitige als auch langsame Störungen kompensiert werden sollen. Das erfindungsgemässe Antriebssystem ermöglicht eine vermaschte Regelung und nutzt damit die verbesserte Zeitabhängigkeit aus. Die Kontrollverbindungen 8.e, 8.h, 8.k ermöglichen ebenfalls kürzere Reaktionszeiten des Systems. Divergenzen der Antriebssysteme müssen nicht erst über einen geschlossenen Hauptegelkreis mit entsprechender Totzeit erfasst werden.This makes it possible to specify from the overall control system only the setpoint for the manipulated variable, i.e. the value or a correction variable for the delay. In addition, it must be taken into account that the main control according to the invention is intended to compensate for both short-term and slow disturbances. The drive system according to the invention enables meshed control and thus uses the improved time dependency. The control connections 8.e, 8.h, 8.k also enable shorter system response times. Divergences of the drive systems do not have to be detected via a closed main control circuit with a corresponding dead time.
Wesentliche Vorteile besitzt eine solche separate Regelung jeder Antriebsgruppe insbesondere auch dann, wenn mehrere Verzugsbereiche vorgesehen sind, von denen jedoch nur einer oder nur ein Teil geregelt werden sollen bzw. müssen. Diejenigen Bereiche mit konstantem Verzug können durch blosse Sollwertvorgabe betrieben werden, ohne dass eine Regelung durch die Hauptregelung erfolgen müsste.Such a separate regulation of each drive group also has significant advantages, in particular when several warpage regions are provided, of which, however, only or a part of or should be regulated. Those areas with constant warping can be operated by simply specifying the setpoint, without the need for regulation by the main regulation.
Das erfindungsgemässe Regelprinzip gewährleistet eine sehr gute Vergleichmässigung auch bei unvorhergesehenen Änderungend der Betriebsbedingungen. Sowohl kurfristige Störungen als auch langsame Änderungen können im Rahmen dieser Regelung optimal kompensiert werden. Die durch eine Hauptregelung ermittelte Stellgrösse, hier bspw. für den Hauptverzug, dient als Eingangsgrösse für den entsprechenden Regler 8.2.The control principle according to the invention ensures very good evenness even in the event of unforeseen changes in the operating conditions. Both short-term disruptions and slow changes can be optimally compensated within the scope of this regulation. The manipulated variable determined by a main control, here for example for the main delay, serves as an input variable for the corresponding controller 8.2.
Es soll hier nur der Vollständigkeit halber erwähnt sein, dass sich die erfindungsgemässen Verfahren für alle Vorrichtungen der Textilindustrie eigenen, welche eine Regulierung eines Streckprozesses erfordern.It should only be mentioned here for the sake of completeness that the methods according to the invention are suitable for all devices of the textile industry which require regulation of a stretching process.
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